Intins - Nhà Phân Phối Độc Quyền Ocean Optics tại Việt Nam
  • 02432045963
  • sales@intins.vn

Phát Hiện Giống Đào Bằng Phương Pháp Sử Dụng Quang Phổ Vis-Nir

Huyền Diệu - 09/07/2024

GIỚI THIỆU

Việc xác định chính xác giống đào là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng nông sản và đáp ứng nhu cầu thị trường. Các phương pháp truyền thống để xác định nhiều loài đào như phân tích DNA, sắc ký khí và thành phần axit amin thường tốn nhiều công sức, thời gian và tốn kém. Để khắc phục những hạn chế này, quang phổ VIS-NIR (nhìn thấy và cận hồng ngoại) đã được chứng minh là một công cụ mạnh mẽ. Kỹ thuật này đo độ phản xạ ánh sáng trong phạm vi khả kiến và cận hồng ngoại, cung cấp thông tin chi tiết về thành phần bên trong và các đặc tính của mẫu theo cách không phá hủy. Khi kết hợp với các phương pháp phân tích dữ liệu tiên tiến, quang phổ VIS-NIR có thể phân loại nhanh chóng và chính xác các loại trái cây dựa trên dấu hiệu quang phổ độc đáo của chúng. Ghi chú ứng dụng này khám phá cách có thể phát hiện các giống đào khác nhau bằng máy quang phổ VIS-NIR, nêu bật tiềm năng của nó trong việc kiểm soát chất lượng trong lĩnh vực nông nghiệp.

PHƯƠNG PHÁP

Để dự đoán các loại đào khác nhau, một mô hình đã được thiết lập bằng cách sử dụng các biến phổ VIS-NIR làm đầu vào và đầu ra cuối cùng là kết quả dự đoán các giống đào. Quang phổ VIS-NIR (nhìn thấy và cận hồng ngoại) là một kỹ thuật phân tích mạnh mẽ để đo độ phản xạ ánh sáng của mẫu trong vùng khả kiến và cận hồng ngoại. Mô hình được huấn luyện sử dụng dữ liệu quang phổ cho kết quả có độ chính xác cao. Tập dữ liệu mẫu gồm 350 mẫu đào, tập dữ liệu thử nghiệm đầu tiên gồm 75 mẫu đào và tập dữ liệu thứ hai gồm 75 mẫu đào, với số lượng giống nhau ở mỗi loại. Bộ dữ liệu mẫu và xác nhận được sử dụng để tối ưu hóa mô hình. Bằng cách so sánh tập dữ liệu thử nghiệm và tập dữ liệu mẫu, mô hình có thể phân loại các loại đào khác nhau. Sơ đồ quá trình huấn luyện và kiểm tra được thể hiện trong Hình 1.

Hình 1 Sơ đồ quy trình huấn luyện và kiểm tra

Kết quả của năm mẫu đào khác nhau được thể hiện trong Hình 2, trong đó đường màu đỏ tượng trưng cho quang phổ của đào "Zao Yanhong", đường màu xanh lá cây tượng trưng cho quang phổ của đào "Zaofengwang", đường màu tím cho quang phổ của đào "Taqiao" , đường ô liu là quang phổ của quả đào "Baifeng", và đường màu đen cho quang phổ của quả đào "Yin Shuanghong".

A graph of different colored lines

Description automatically generated

Hình 2 Phổ VIS-NIR của mẫu đào

Về độ chính xác huấn luyện, mô hình đạt độ chính xác 100% trên tập dữ liệu mẫu. Điều này cho thấy mô hình có khả năng phân loại hoàn hảo các giống đào dựa trên dữ liệu quang phổ đã được huấn luyện. Về độ chính xác của thử nghiệm, mô hình duy trì độ chính xác cao 94,4% khi thử nghiệm trên bộ dữ liệu độc lập. Điều này chứng tỏ độ đáng tin cậy của mô hình và khả năng khái quát hóa tốt hơn mong đợi đối với các mẫu mới chưa biết. 

Những kết quả này nêu bật tính hiệu quả của việc sử dụng quang phổ VIS-NIR kết hợp với mô hình dự đoán để phân loại giống đào .

HỆ THỐNG

Phổ VIS-NIR được thu thập bằng máy quang phổ VIS-NIR (STS, Ocean Insight) được trang bị đầu dò sợi quang, đèn halogen vonfram HL-2000-FHSA và sợi quang.

Máy quang phổ vi mô STS của Ocean Insight là một thiết bị nhỏ gọn và mạnh mẽ. Kích thước nhỏ và kết cấu chắc chắn khiến nó trở nên lý tưởng để tích hợp vào nhiều hệ thống khác nhau, cung cấp độ phân giải quang học cao, độ nhạy và tốc độ thu thập dữ liệu nhanh. Nó tương thích với phần mềm OceanView, mang lại trải nghiệm thân thiện với người dùng cho các ứng dụng như giám sát môi trường, kiểm soát chất lượng và nghiên cứu khoa học. Tính di động và linh hoạt của STS-VIS làm cho nó trở thành một công cụ có giá trị để phân tích quang phổ chính xác trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

A close-up of a miniature spectrometer

Description automatically generated

Hình 3 Máy quang phổ STS

HL-2000-FHSA là nguồn sáng halogen công suất cao được thiết kế cho các ứng dụng quang phổ. Các tính năng chính bao gồm đèn halogen vonfram 20 watt có bộ suy giảm tích hợp để kiểm soát lượng ánh sáng phát ra và cửa chớp TTL để điều khiển tự động. Nguồn sáng bao phủ dải phổ rộng từ 360 đến 2400 nm và phù hợp để sử dụng trong quang phổ VIS-NIR. Nó cung cấp ánh sáng ổn định, cường độ cao, lý tưởng cho các ứng dụng như đo độ phản xạ và độ hấp thụ.

HL-2000-LL-FHSA Light Source | Ocean Insight

Hình 4 Nguồn sáng HL-2000-LL-FHSA

KẾT LUẬN

Tóm lại tất cả những gì đã được nêu, việc kết hợp quang phổ VIS-NIR và mô hình dự đoán sẽ mang lại một phương pháp hiệu quả, không phá hủy và có độ chính xác cao để phát hiện các giống đào. Hơn nữa, độ chính xác đào tạo và kiểm tra cao đạt được trong nghiên cứu chứng tỏ tính mạnh mẽ và độ tin cậy của phương pháp. Hơn nữa, phương pháp này giúp giảm đáng kể thời gian và công sức cần thiết cho các kỹ thuật phát hiện truyền thống, khiến nó trở thành một công cụ có giá trị cho ngành nông nghiệp. Bằng cách xác định nhanh chóng và chính xác các giống đào, quang phổ VIS-NIR kết hợp với phương pháp phân tích dữ liệu giúp cải thiện quy trình kiểm soát chất lượng, hỗ trợ việc ra quyết định cho các nhà bán lẻ, nhà chế biến và người tiêu dùng đào.